基于渦流傳感器阻抗變化的導電材料缺陷檢測

丁鸝,顧文波,崔巍,馬倩倩,劉威峰,牛勃

(1.國網寧夏電力有限公司吳忠供電公司,寧夏 吳忠 751100;2.國網寧夏電力有限公司電力科學研究院,寧夏 銀川 750011;3.國網寧夏電力有限公司超高壓公司,寧夏 銀川 750011;4.國網寧夏電力有限公司石嘴山供電公司,寧夏 石嘴山 753000)

0 引 言

高溫下導電材料的無損檢測是工業應用過程中一個重要的研究方向,相應的檢測方法包括機器視覺檢測法、渦流檢測、超聲波法檢測、紅外熱像法檢測以及漏磁檢測法等[1-5]。其中,渦流檢測(eddy current testing,ECT)在復雜結構中具有高靈敏度、高速度以及非接觸檢測等優點,在航空航天、電力、運輸行業中得到了廣泛應用[6-7]。渦流的非破壞性,使ECT在導電材料表面的裂縫檢測方面表現出色,但是導電材料表面缺陷位置和形狀的不同,導致檢測過程中磁通量的改變,繼而使線圈的阻抗發生變化[8]。通過有限元分析的方法分別模擬不同溫度條件下導電材料缺陷區域中渦流的分布,使用阻抗分析儀器對不同溫度下測量線圈阻抗的變化進行分析,提出一種通過渦流傳感器阻抗變化對高溫環境下導電材料表面缺陷進行檢測的方法。

1 阻抗檢測原理概述

ECT檢測原理為基于導電材料和時變磁場源之間的相互作用,當交流電激勵線圈組通流時將產生時變磁場,并且該磁場在導電材料中產生渦流和次級磁場,誘導次級磁場影響主磁場的變化。設q為時變電磁場源,p為觀察分析點,根據麥克斯韋理論,電磁感應由公式(1)—(4)描述[9-10]。……